Thủy tinh là gì? Những ứng dụng trong sản xuất gia dụng

Thủy tinh là gì? Những ứng dụng trong sản xuất gia dụng của thủy tinh ảnh hưởng như thế nào đến đời sống con người? Hãy cùng 123TaiLieu.vn tìm hiểu nhé!

1. Thủy tinh là gì?

Thủy tinh (còn được gọi là kính hoặc kiếng) là một loại chất rắn đồng nhất vô định hình có gốc silicat (tương tự như trong cát và thạch anh) và thường sẽ được trộn thêm một số loại phụ gia đặc biệt để dễ dàng tùy biến tính chất của thủy tinh theo mong muốn. Khi bị nung đến mức nóng chảy thì chúng ta có thể thoải mái thiết kế sáng tạo hình dáng cho thủy tinh.

2. Tính chất đặc trưng của thủy tinh là gì?

Thủy tinh là loại vật liệu sở hữu những tính chất đặc biệt như sau:

• Là một loại chất rắn đồng nhất vô định hình, trong suốt và không màu.
• Thủy tinh khá cứng cáp nhưng lại dễ bị vỡ nếu chịu lực tác động mạnh.
• Vì trong suốt nên ánh sáng có thể dễ dàng truyền trực tiếp và chiếu xuyên qua thủy tinh.
• Có thể sử dụng thủy tinh để tán sắc ánh sáng vô cùng hiệu quả.
• Chất liệu thủy tinh đặc biệt không hút ẩm, không bị gỉ sét hoặc ăn mòn và không bị cháy. 
• Đặc biệt, tuy được chế tạo từ gốc Silicat (thường có ngưỡng nhiệt độ nóng chảy khoảng 2000 độ C - 3.632 độ F) nhưng thủy tinh chỉ có ngưỡng nhiệt độ nóng chảy là 1000 độ C. Điều này là do trong quá trình sản xuất nấu thủy tinh, người ta đã bổ sung những loại hợp chất đặc biệt để làm giảm mức nhiệt độ nóng chảy của nó.

3. Phân loại thủy tinh theo đặc tính sử dụng

Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều loại thủy tinh khác nhau. Tùy theo đặc tính sử dụng trong thực tế mà chúng ta có thể chia thủy tinh làm 6 loại như sau:

3.1. Thủy tinh trong suốt (Transparent Glass)

• Đây là loại thủy tinh nguyên thủy và được ứng dụng cực kỳ phổ biến trong đời sống hàng ngày của con người chúng ta.
• Thủy tinh trong suốt (Transparent Glass) được dùng để sản xuất những món vật dụng như: Chai thủy tinh, Chai đựng nước uống, chai đựng sữa, nồi nấu thức ăn, hộp thực phẩm,...
• Những loại vật dụng làm từ loại thủy tinh này có khả năng chịu nhiệt tương đối tốt, nên chúng ta có thể dễ dàng sử dụng để đựng những thứ khá nóng hoặc khá lạnh (như nước nóng, thức ăn vừa được chế biến xong, đồ đông lạnh,...).
• Ngoài ra, chúng ta còn có thể bỏ sản phẩm làm bằng thủy tinh trong suốt (Transparent Glass) vào lò vi sóng hoặc dùng để nấu trực tiếp trên bếp (như bếp gas hoặc bếp hồng ngoại,...) mà không lo nó sẽ bị nứt hay bể do quá trình gia nhiệt.

3.2. Thủy tinh vôi soda (Soda Lime Glass)

• Thủy tinh Silica Soda Vôi (Soda Lime Glass), thủy tinh vôi soda hay còn được gọi là thủy tinh thông thường. Đây là loại thủy tinh được sản xuất từ hỗn hợp NaOH và CaO.
• Thủy tinh Soda Lime cũng là loại thủy tinh thường xuyên được lựa chọn ứng dụng phổ biến nhất trong đời sống con người.
• Thủy tinh Silica Soda Vôi được sử dụng để làm kính cửa sổ, các loại chai lọ thủy tinh dùng để đựng thực phẩm và những sản phẩm đặc thù khác.

3.3. Thủy tinh borosilicate (Borosilicate Glass) hay còn gọi là thủy tinh chịu nhiệt (Heat Resistant Glass)

• Thủy tinh Borosilicate là loại thủy tinh có thành phần cấu tạo chính là Silica và Bo Trioxide. Ngoài ra, người ta còn gọi thủy tinh borosilicate (Borosilicate Glass) là thủy tinh chịu nhiệt (Heat Resistant Glass).
• Để sản xuất ra thủy tinh chịu nhiệt (Heat Resistant Glass) thì người ta sẽ nung nóng hỗn hợp nguyên liệu ở ngưỡng nhiệt độ 1000 độ C, sau đó để nguội từ từ để không bị tình trạng sinh ra lực nén bên trong sản phẩm.
• Vì quy trình sản xuất ở ngưỡng nhiệt độ cao như vậy nên loại thủy tinh này có khả năng chịu được mức nhiệt độ lên đến 400 độ C.
• Đặc biệt, các nguyên liệu cấu tạo nên loại thủy tinh này còn chứa Borosilicate (nguyên liệu chịu nhiệt) và có hệ số giãn nở nhiệt cực kỳ thấp nên nó có khả năng chống chịu được tình trạng sốc nhiệt đột ngột (chuyển từ trạng thái cực nóng sang cực lạnh hoặc ngược lại) tốt hơn rất nhiều so với các loại thủy tinh khác.
• Do đó, người ta thường lựa chọn và ứng dụng thủy tinh Borosilicate phổ biến hơn trong việc sản xuất những loại vật dụng thường xuyên tiếp xúc với ngưỡng nhiệt độ cao (như lò nướng thức ăn) thay vì sử dụng thủy tinh Silica Soda Vôi.

3.4. Thủy tinh cường lực (Tempered Glass)

• Thủy tinh cường lực (Tempered Glass) hay còn được gọi là kính cường lực là loại thủy tinh được tạo ra dựa trên công tác gia cường thêm khả năng chịu lực giúp nó khó bị vỡ hơn các loại thủy tinh thông thường khác.
• Để tạo ra thủy tinh cường lực (Tempered Glass), người ta sẽ đun nóng nguyên liệu sản xuất lên mức 630 độ C rồi làm lạnh đột ngột để nó trở nên rắn chắc và có khả năng chịu nhiệt tốt hơn những loại thủy tinh thông thường khác.
• Nhưng đồng thời, thủy tinh cường lực vẫn giữ được những ưu điểm vốn có của chất liệu thủy tinh: Như khả năng truyền ánh sáng, cách âm, trong suốt không màu,...
• Hiện tại, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp loại thủy tinh cường lực này ở nhiều khu vực khác nhau, phổ biến nhất là: Các tòa nhà cao ốc, căn hộ chung cư, kính cửa sổ, vách kính phòng tắm, bồn rửa tay bằng kính cường lực,...

3.5. Thuỷ tinh ngọc (Opal Glass)

• Thuỷ tinh ngọc (Opal Glass) còn được gọi là thủy tinh Opal bởi loại thủy tinh này sở hữu màu sắc trắng sứ vô cùng sang trọng và bắt mắt.
• Để tạo ra thủy tinh ngọc, người ta sẽ nung chảy các loại nguyên vật liệu khác nhau ở mức 1600 độ C để nó chuyển từ trạng thái màu sắc trong suốt sang màu trắng sứ như ngọc. Ngoài ra, người ta còn tráng thêm một lớp men sứ lên bề mặt bên ngoài thành phẩm để tạo độ sáng bóng tinh tế.
• Nhờ quy trình sản xuất đặc biệt này mà thủy tinh ngọc có độ cứng nhất định, không mùi và không bị ăn mòn.
• Chất liệu của thuỷ tinh ngọc (Opal Glass) cực kỳ an toàn cho sức khỏe của con người trong suốt quá trình sử dụng nên được ứng dụng khá phổ biến trong đời sống hàng ngày.
• Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy thủy tinh ngọc trong các món vật dụng nhà bếp hàng ngày như: Chén, dĩa, muỗng,... Đặc biệt, đồ dùng làm bằng thủy tinh ngọc có thể thoải mái bỏ vào lò vi sóng hoặc máy rửa chén để làm sạch cũng không lo bị bể vỡ hay ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người.

3.6. Thủy tinh gốm (Ceramic Glass)

• Thủy tinh gốm (Ceramic Glass) là loại thủy tinh đặc biệt vừa mang những đặc tính tốt của cả thủy tinh lẫn gốm.
• Chất liệu thủy tinh gốm (Ceramic Glass) có độ bền cơ học tốt, đặc biệt là ở ngưỡng nhiệt độ cao.

4. Phân loại thủy tinh theo đặc tính cấu tạo

Tùy theo quá trình phân tích xem đặc tính cấu tạo của nó bao gồm những loại hợp chất gì thì chúng ta sẽ tiến hành phân loại thủy tinh. Chi tiết:

4.1. Thủy tinh vô cơ (Inorganic Glass)

• Thủy tinh vô cơ là tên gọi chung của tất cả các chủng loại vật liệu thủy tinh hiện có trên thị trường, bao gồm: Thủy tinh hữu cơ, thủy tinh đơn nguyên tử, thủy tinh halogen, thủy tinh khancon, thủy tinh kim loại, thủy tinh oxit và thủy tinh hỗn hợp.

4.2. Thủy tinh hữu cơ (Organic Glass)

• Thủy tinh hữu cơ còn được gọi là nhựa acrylic hoặc Poly Methyl Methacrylate (PMMA). Ngoài ra, thủy tinh hữu cơ (PMMA) còn có những tên gọi thương mại phổ biến khác như: Thủy tinh Plexiglas, thủy tinh Acrylite, thủy tinh Lucite hay thủy tinh Perspex.
• Công thức hóa học của thủy tinh hữu cơ là: Công thức thủy tinh hữu cơ plexiglas là [CH2=C(CH3)COOCH3].
• Đây là loại thủy tinh được điều chế bằng phản ứng trùng hợp của Metyl metacrylat để tạo thành chất liệu nhựa dẻo trong suốt và khó bể vỡ.
• Nó có khả năng bền với nước, axit, bazo, anco và xăng. Tuy nhiên lại có thể dễ dàng bị hòa tan với este, xeton, benzen và các đồng đẳng của benzen.
• Chất liệu thủy tinh hữu cơ có mật độ phân tử khối khá lớn (lên đến 5106 đơn vị cacbon) nên chúng ta có thể đun nóng chảy hoặc pha thêm màu vào đều được.
• Mặc dù sở hữu phân tử khối lớn nhưng khối lượng riêng của thủy tinh plexiglas lại nhỏ hơn so với thủy tinh gốc silicat, do đó nó có trọng lượng nhẹ hơn hẳn.
• Thủy tinh hữu cơ được sử dụng để thay thế cho thủy tinh vô cơ và thường ứng dụng sản xuất thành phẩm có hình dạng tấm hoặc miếng.

4.3. Thủy tinh đơn nguyên tử (Monoatomic Glass)

• Đây là loại thủy tinh có chứa một số loại nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học như S, Se và P (thuộc nhóm 5 và 6). Người ta sẽ đun nóng chảy hợp chất kể trên rồi làm lạnh nhanh để thu được thủy tinh đơn nguyên tử.

4.4. Thủy tinh Halogen (Halogen Glass)

• Hai nguyên tố halogen cơ bản là BeF2 và ZnCl2 đều có khả năng điều chế ra thủy tinh.
• Riêng nguyên tố halogen BeF2 còn có thể sinh ra đá Fluorit.

4.5. Thủy tinh khancon (Khancon Glass)

• Thủy tinh khancon là loại thủy tinh được tạo nên bởi các hợp chất hóa học bao gồm: S, Se và Te.
• 2 loại sunfit có khả năng tạo ra thủy tinh khancon là: GeS2 và As2S3.
• 4 loại selenit có khả năng tạo ra thủy tinh khancon là: AS2Se3, GeSe và P2Se3.

4.6. Thủy tinh kim loại (Metallic Glass)

• Thủy tinh kim loại còn được xem là một loại kim loại vô định hình bởi có cấu tạo gồm các phân tử dạng khối cầu với kích thước không giống nhau và cấu trúc sắp xếp của chúng vô trật tự.
• Loại thủy tinh này sở hữu các đặc tính quý giá như: Ít bị ăn mòn, không cứng giòn dễ vỡ, có khả năng dẫn điện, dẻo dai nên chống chịu tốt các lực tác động mà không bị biến dạng, có độ bền bỉ cao,...

4.7. Thủy tinh oxit (Oxide Glass)

• Thủy tinh oxit là loại thủy tinh được chế tạo từ các hợp chất có chứa từ một hoặc nhiều gốc oxit khác nhau.
• Người ta sẽ căn cứ vào các lớp vật liệu dùng trong khâu sản xuất (như B2O3, SiO2, GeO2, P2O5, TeO2, Al2O3,…) để xác định lớp thủy tinh oxit được tạo thành (như Aluminat, Telurit, Germanat, Borat,…).

4.8. Thủy tinh hỗn hợp (Mixed Glass)

• Đây là loại thủy tinh có đặc tính tương tự như chất liệu thủy tinh thô ban đầu, hoàn toàn vô định hình về cả cấu trúc lẫn nguyên tắc bố trí của các phân tử hữu cơ cấu tạo nên nó.
• Thủy tinh hỗn hợp (Mixed Glass) là loại thủy tinh được tạo ra bởi các phản ứng giữa các loại hợp chất hóa học như sau:
  • Oxit – Halogen: PbO-ZnF2-TeO2 hoặc ZnCl2-TeO2.
  • Oxit – Khancon: Sb2O3-As2S3 hoặc As2S3-As2O3-MemOn (Sb, Pb, Cu).
  • Halogen – Khancon: As-S-l; As-S-Br; As-S-I; As–Te-I…

5. Những ứng dụng trong sản xuất gia dụng của thủy tinh

Trái ngược với chất liệu nhựa vừa khó phân hủy vừa gây ô nhiễm môi trường thì chất liệu thủy tinh đã được con người tìm hiểu và đánh giá: Thủy tinh chính là loại chất liệu cực kỳ thân thiện với sức khỏe con người cũng như môi trường!

Do đó, thủy tinh đã và đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn trong đời sống con người, đặc biệt là trong khâu sản xuất đồ dùng gia dụng. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những ứng dụng trong sản xuất gia dụng của thủy tinh như: Hũ thủy tinh, chai thủy tinh, lọ thủy tinh, ly thủy tinh, cốc thủy tinh, chén thủy tinh, bát ăn, gương, bóng đèn, kính cửa sổ,...

Nhờ tính tiện dụng cũng như đặc tính dễ dàng tái chế của mình nên nhu cầu sử dụng các loại vật dụng khác nhau bằng thủy tinh (như chai thủy tinh, hũ thủy tinh, lọ thủy tinh,...) càng ngày càng thông dụng hơn nữa.

Ngoài ra, vì sở hữu tính thẩm mỹ vô cùng sang trọng và tinh tế nên thủy tinh còn được lựa chọn sử dụng để sản xuất các loại đồ dùng như: Chai lọ thủy tinh trang trí, hũ thủy tinh trang trí, bình cắm hoa,...

Đặc biệt, nhờ sở hữu đặc tính trong suốt nên ánh sáng dễ dàng truyền xuyên qua giúp quá trình tán sắc ánh sáng với đủ mọi màu sắc khác nhau của các loại vật dụng bằng thủy tinh diễn ra cực kỳ hiệu quả. Do đó, thủy tinh cũng rất được ưa chuộng trong việc sản xuất các loại đèn trang trí nội thất.

Những mẫu đèn hay đồ dùng trang trí bằng thủy tinh (như đèn chùm, đèn treo tường, đèn ốp trần,...) đều có thiết kế tinh tế, sang trọng, hợp thẩm mỹ, vô cùng bền bỉ không bị oxi hóa nhưng giá cả lại vô cùng phải chăng. Do đó, sử dụng các loại đèn thủy tinh được xem như là tiêu chí lựa chọn hàng đầu của mọi người trong thời buổi hiện đại ngày nay!

6. Ưu nhược điểm của các loại đồ dùng gia dụng bằng thủy tinh

6.1. Ưu điểm

• Chất liệu thủy tinh giúp những sản phẩm toát lên vẻ đẹp sang trọng, cuốn hút và cực kỳ bắt mắt.
• Không bị oxi hóa như các loại đồ dùng làm bằng nhựa dù trải qua quá trình sử dụng trong suốt một thời gian dài.
• Không bị bám mùi hay giữ lại màu sắc trên bề mặt sản phẩm và cực kỳ dễ dàng vệ sinh chùi rửa.
• An toàn cho sức khỏe con người ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ cao (như bếp điện, lò vi sóng,...) và không dễ bị bể vỡ.
• Có khả năng giữ nhiệt lâu hơn hẳn những loại chất liệu khác (như inox hoặc nhựa).
• Dễ dàng tái sử dụng với mục đích khác hoàn toàn so với ban đầu mà không lo ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

6.2. Nhược điểm

• Trọng lượng của các loại đồ dùng làm bằng thủy tinh sẽ cao hơn hẳn so với khi được làm bằng những loại vật dụng khác.
• Nếu trong quá trình vận chuyển và sử dụng không cẩn thận làm rơi rớt sản phẩm sẽ dễ khiến cho nó bị nứt, bể hoặc thậm chí là vỡ.
• Tuy có khả năng giữ nhiệt tốt hơn các loại vật dụng làm bằng chất liệu khác (như inox hoặc nhôm) nhưng đồ dùng bằng thủy tinh dẫn nhiệt khá kém, do đó cần nhiều thời gian để làm nóng trong quá trình nấu nướng hơn hẳn.
• Giá thành của đồ dùng bằng thủy tinh tương đối cao hơn so với các loại đồ dùng làm bằng nhôm, inox hoặc nhựa.

Thông qua những nội dung bên trên, 123TaiLieu.vn hy vọng đã giải đáp trọn vẹn cho tất cả các bạn những thắc mắc về vấn đề: Thủy tinh là gì? Những ứng dụng trong sản xuất gia dụng của thủy tinh? Cảm ơn đã theo dõi bài viết của chúng tôi!